Né de parents kolkhoziens, Sergueï Andreïevitch Gorbatchev (1909-1976) et Maria Panteleïevna née Gopkalo (1911-1993), il est originaire du Caucase du Nord (il est né dans le kraï de Stavropol) et étudie le droit à l’université Lomonossov de Moscou où il rencontre sa future femme Raïssa. Il adhère au parti communiste en 1952 et en devient le dirigeant pour la ville de Stavropol en 1962. Entre 1964 et 1967, il étudie à l’Institut agronome de Stavropol et se spécialise dans les problèmes agricoles. Il est remarqué par Iouri Andropov qui passe ses vacances dans la région ; dès lors, sa carrière s'accélère : il est élu au Comité central en 1971 à 40 ans et au Politburo en 1980 à 49 ans.
À la fin des années 1970, le KGB dirigé par Iouri Andropov, diligenta une enquête confidentielle pour évaluer le PNB soviétique selon les critères qualitatifs occidentaux et non plus seulement en volume comme le voulait la tradition soviétique. Le résultat fut très défavorable et apportait la preuve du déclin de l’Union soviétique qui avait vu son économie dépassée par celles du Japon et de la RFA, anciens ennemis de l’URSS. D’autre part, à partir de 1978, la Chine dirigée par Deng Xiaoping, entreprit une véritable révolution économique qui rétablissait en fait des règles capitalistes d'économie de marché dans l'économie chinoise, ce qui aura pour effet de lui donner un dynamisme considérable.
L’URSS était ainsi confrontée à une situation géopolitique nouvelle et inquiétante :
le Japon et la RFA disposaient désormais chacun d’une économie plus puissante que la sienne.
la Chine démarrait une croissance économique exceptionnelle.
les États-Unis accroissaient l’écart entre les deux pays.
N'étant plus capable de soutenir financièrement un rythme effréné de la course aux armements, dans un contexte de la stagnation économique et une baisse des cours du pétrole, l'URSS n'a pas d'autre choix que de songer à une détente et au désarmement.
Consciente du danger, la direction vieillissante du PCUS porte au pouvoir le représentant d’une nouvelle génération — Gorbatchev a 54 ans — mais formé et testé à l'école du parti. Dès décembre 1984, Gorbatchev avait pu faire son entrée sur la scène diplomatique internationale, en se rendant en Grande-Bretagne, en visite à Margaret Thatcher : le numéro deux soviétique s'y était démarqué des autres dirigeants de Moscou, par son image d'ouverture et en annonçant que l'URSS était prête à une réduction bilatérale des armements nucléaires.
Arrivé au poste de Secrétaire général du Parti communiste de l’Union soviétique en mars 1985, Gorbatchev tente d’insuffler une nouvelle jeunesse à l’économie de l’URSS. Il s’efforce de sauver le système par des réformes structurelles très profondes par rapport aux principes léninistes classiques.
Gorbatchev tire son inspiration d'Alexandr Iakovlev, ancien ambassadeur au Canada, qui lui fit prendre conscience de la faillite du système soviétique dans le domaine agricole puis, de façon plus générale, dans sa stratégie de confrontation avec l'Occident. Celui-ci devint peu à peu son éminence grise et lui inspire successivement la glasnost puis la pérestroïka et, enfin, l'acceptation de la réunification allemande.
Sa seconde NEP échoue, rencontrant une opposition au sein du parti. Gorbatchev met alors en place une politique de glasnost (transparence) et de perestroïka (restructuration) à partir de 1985 pour renouveler le pays.
Gorbatchev propose d'ouvrir le dialogue avec Ronald Reagan. En 1985, Gorbatchev propose "l'option zéro", au président américain Ronald Reagan, au sujet des armes nucléaires, l'auteur du slogan "America is back" refuse cette proposition. Il initie les traités de désarmement à l'origine de la rupture de l'équilibre de la Terreur, installé depuis 1945. En 1986, Gorbatchev propose un plan d'élimination des armes nucléaires à l'horizon 2000. La même année il rencontre le président américain, Ronald Reagan à Genève. Les "deux Grands" s'accordent pour réduire de 50% leurs arsenaux nucléaires, même si les Américains refusent de renoncer à l'IDS. Dans un message de Nouvel An, le président américain adresse un court message télévisé à toute l'URSS, tandis que le président de l'URSS fait de même sur une chaîne de télévision américaine. Le projet séduit ; chacun des deux présidents se montre très modéré dans son message ; la gorbymania commence à toucher les États-Unis. Un sondage révèlera même, à une époque, que Gorbatchev est plus populaire aux États-Unis que Reagan lui-même. Le magazine Time lui décerne le titre d'Homme de l’année en 1987, puis d'Homme de la Décennie en 1989 après la Chute du Mur de Berlin.
En février 1988, il décida de retirer les troupes soviétiques d'Afghanistan. La décision devint effective un an plus tard.
En 1989, en visite officielle en Chine pendant les manifestations de la place Tian'anmen (avant leur répression), on sollicite son opinion sur la muraille de Chine : « Très bel ouvrage », dit-il, « mais il y a déjà trop de murs entre les hommes ». Un journaliste lui demande : « Voudriez-vous qu'on élimine celui de Berlin » ? Gorbatchev répond très sérieusement « Pourquoi pas ? ». À propos des manifestants démocrates qui troublent son séjour, il déclare : « L'URSS a également ses têtes brûlées qui veulent changer le socialisme du jour au lendemain. »
En 1990, il reçoit le Prix Nobel de la paix pour sa contribution à la fin de la guerre froide. Pourtant, le 1er mai de la même année, il est hué par certains de ses concitoyens. En effet il est très impopulaire aux yeux des conservateurs de son parti qui le considèrent comme le fossoyeur du régime soviétique.
Les tentatives de réformes de l'économie soviétique aggravent les difficultés économiques du pays (cf. économie de la Russie), et Gorbatchev devient nettement plus impopulaire chez lui qu'en Occident.
Lors du coup d’État d'août 1991, parti en vacances dans sa datcha de Crimée, il y est un temps enfermé et écarté du pouvoir par les ultras du Parti communiste soviétique. Le soutien d'Helmut Kohl s'avère insuffisant alors que le président François Mitterrand déclare vouloir attendre les intentions des « nouveaux dirigeants » soviétiques, reconnaissant de facto le gouvernement issu du putsch, et n'hésitant pas alors à lire en direct à la télévision une lettre envoyée par Guennadi Ianaïev, l'auteur du coup d'État. Celui-ci avorte finalement et Boris Eltsine, alors président de la République socialiste fédérative soviétique de Russie, devient le grand bénéficiaire de cet échec après avoir reçu le soutien dès les premières heures du putsch du président George H. W. Bush et de John Major. Gorbatchev quitte alors la direction du parti communiste, qui, quelques jours après, par décret du président russe Eltsine, est dissout et interdit.
Dans ses Mémoires, Gorbatchev rédigera amèrement : "De Foros (en Crimée, où il est retenu) j’ai eu une conversation avec le président Bush. François Mitterrand devait m’appeler, il ne l’a pas fait."
Une à une, les Républiques de l'URSS déclarent leur indépendance. Gorbatchev démissionne de son poste de président de l'URSS le 25 décembre 1991, après que Boris Eltsine eut proclamé d'autorité, lors d'une séance au parlement, la dissolution de l'Union soviétique et l'indépendance de facto de la Russie qu'il dirige à partir de ce moment.
Le 20 avril 1993, il fonde Green Cross International. Il joue en 1993 son propre rôle dans le film Si loin, si proche de
Wim Wenders.
En 1996, il se représente à l'élection présidentielle de la Fédération de Russie, mais son score est très faible. Il reste d'ailleurs un des dirigeants du XXe siècle les plus mal-aimés des Russes.
Il publie ses mémoires en 1996 dénonçant la politique de Boris Eltsine et sa « trahison » envers le référendum d'avril 1991 qui avait donné une majorité favorable au maintien de l'Union.
Depuis le début de ce siècle, il est engagé avec des ONG écologistes et avec Daisaku Ikeda pour soutenir la cause pacifiste. En 2001, il fonde le Parti social-démocrate de Russie.
Il reçoit, le 27 octobre 2005, le titre honorifique d’archonte du Patriarcat de Constantinople.
Le 21 novembre 2006, il est opéré de l'artère carotide dans une clinique de Munich en Allemagne. C'est la première fois que l'ancien dirigeant soviétique se fait soigner en Allemagne. C'est dans ce pays qu'avait été traitée son épouse Raïssa, qui avait succombé à une leucémie le 20 septembre 1999 à l'âge de 67 ans.
En septembre 2008, Gorbatchev et le milliardaire Alexander Lebedev ont annoncé qu'ils fonderaient le Parti démocratique indépendant de Russie. En mai 2009 Gorbatchev a annoncé que le lancement est imminent. Il s'agit d'une troisième tentative de Gorbatchev de créer un parti politique d'importance de la politique russe après avoir commencé le Parti social-démocrate de Russie en 2001 et de l'Union des sociaux-démocrates en 2007.
Il intervient également en 2009 dans le documentaire environnemental
Nous resterons sur Terre.